Question

1．如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出．
（1）在组装好装置后，若要检验A-E装置的气密性，其操作是先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，向E中加水至浸没长导管末端，然后微热A，察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有水柱形成说明装置气密性良好．
（2）请用平衡移动的原理解释A中制取氨气的原理固体生石灰溶于浓氨水后，吸水，放出大量的热促使NH₃挥发，溶液中OH^-浓度增加，都促使NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-向生成NH₃移动，加快氨气逸出．
（3）装置B中盛放试剂是碱石灰．
（4）关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗活塞，点燃C处酒精灯，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中有气泡冒出并产生白色沉淀（答现象）；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O．
（5）当C中固体全部变红色后，关闭弹簧夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中固体质量．若反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g．通过计算确定该固体产物的成分是Cu₂O、Cu．
（6）在关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入F中，很快发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中．写出产生白烟的化学方程式3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．迅速产生倒吸的原因是盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸．

Answer 1

分析 （1）组装好装置后，若要检验A-E装置的气密性，其操作是：首先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，在E中装入水后，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯或松开双手，E中导管有水柱形成说明装置气密性良好；
（2）根据装置图可知，A中将浓氨水滴入到生石灰中，固体生石灰溶于浓氨水后，吸水，放出大量的热促使NH₃挥发，同时溶液中存在平衡NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，OH^-浓度增加，平衡向生成NH₃移动，据此答题；
（3）进入C中硬质试管的氨气应干燥，装置B的作用是干燥氨气，干燥氨气用碱石灰；
（4）反应后的尾气中含有未反应的氨气，氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡；
装置C中黑色固体逐渐变红，说明有Cu生成，从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明氨气被氧化为氮气，同时生成水；
（5）生成的红色物质可能为Cu₂O、Cu或二者混合物，反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g，剩余固体质量为16g-2.4g=13.6g，计算剩余固体中Cu、氧元素质量确定组成，进而计算n（Cu）：n（O）确定组成；
（6）氯气有强氧化性，氧化氨气生成N₂，产生白烟，说明生成固体，故还生成NH₄Cl；盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸．

解答 解：（1）组装好装置后，若要检验A-E装置的气密性，其操作是：首先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，在E中装入水后，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯或松开双手，E中导管有水柱形成说明装置气密性良好，
故答案为：关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，向E中加水至浸没长导管末端；
（2）根据装置图可知，A中将浓氨水滴入到生石灰中，固体生石灰溶于浓氨水后，吸水，放出大量的热促使NH₃挥发，溶液中OH^-浓度增加，都促使NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-向生成NH₃移动，加快氨气逸出，
故答案为：固体生石灰溶于浓氨水后，吸水，放出大量的热促使NH₃挥发，溶液中OH^-浓度增加，都促使NH₃+H₂O?NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-向生成NH₃移动，加快氨气逸出；
（3）进入C中硬质试管的氨气应干燥，装置B的作用是干燥氨气，干燥氨气用碱石灰，
故答案为：碱石灰；
（4）反应后的尾气中含有未反应的氨气，氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡，故还有白色沉淀沉淀，所以现象为有气泡冒出并产生白色沉淀，装置C中黑色固体逐渐变红，说明有Cu生成，从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明氨气被氧化为氮气，同时生成水，C中发生反应的化学方程式为：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O，
故答案为：有气泡冒出并产生白色沉淀；2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O；
（5）16gCuO中含有Cu元素质量为16g×$\frac{64}{80}$=12.8g，含有氧元素质量为16g-12.8g=3.2g，反应后称重固体质量减少2.4g，剩余固体质量为16g-2.4g=13.6g，大于12.8g，故剩余固体含有Cu、O元素，故n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，含有O元素的质量为13.6g-12.8g=0.8g，n（O）=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05mol，n（Cu）：n（O）=0.2mol：0.05mol=4：1＞2：1，故剩余固体为Cu₂O、Cu，
故答案为：Cu₂O、Cu；
（6）氯气有强氧化性，氧化氨气生成N₂，产生白烟，说明生成固体，故还生成NH₄Cl，反应方程式为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸，
故答案为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl；盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸．

点评 本题考查氨气的制备与性质实验、对装置的理解、实验操作、化学计算等，难度中等，掌握物质的性质理解原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有扎实的基础与分析问题、解决问题的能力．